KR102057620B1

KR102057620B1 - Battery module

Info

Publication number: KR102057620B1
Application number: KR1020150114822A
Authority: KR
Inventors: 최항준; 김세원; 문정오
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2019-12-19
Also published as: KR20170020095A

Abstract

본 발명은 이차 전지와 냉각 플레이트 사이의 열전달이 원활하고 신속하게 이루어질 수 있도록 구조가 개선된 배터리 모듈을 개시한다. 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상하 방향으로 세워진 형태로 좌우 방향으로 나란하게 배열된 복수의 이차 전지; 상호 적층 가능한 형태로 구성되며, 2개의 이차 전지를 수납하고 수납된 이차 전지의 테두리를 둘러싸도록 구성된 복수의 카트리지; 및 판상의 열전도성 재질로 구성되며, 상기 카트리지의 중앙부에 구비되어 상기 카트리지에 수납된 2개의 이차 전지 사이에 개재되고, 좌우 방향으로 돌출된 형태로 형성되어 상기 이차 전지의 하부가 안착되는 안착부를 구비하는 냉각 플레이트를 포함한다.The present invention discloses a battery module having an improved structure so that heat transfer between a secondary battery and a cooling plate can be made smoothly and quickly. A battery module according to the present invention includes a plurality of secondary batteries arranged side by side in a left and right direction in a form standing up and down; A plurality of cartridges configured to be stacked on each other and configured to receive two secondary batteries and surround an edge of the stored secondary batteries; And a plate-shaped thermally conductive material, interposed between two secondary batteries housed in the center of the cartridge, protruding in a horizontal direction, and a seating portion on which the lower portion of the secondary battery is seated. It includes a cooling plate provided.

Description

Battery module

본 발명은 하나 이상의 이차 전지를 포함하는 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각 성능이 향상되도록 구조가 개선된 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩과 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a battery including at least one secondary battery, and more particularly, to a battery module and a battery pack and a vehicle including the improved structure to improve the cooling performance.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다. Commercially available secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel-based secondary batteries, and thus are free of charge and discharge. The self-discharge rate is very low and the energy density is high.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 파우치 외장재를 구비한다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides and carbon materials as positive electrode active materials and negative electrode active materials, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with the positive electrode active material and the negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and a packaging material for sealing and storing the electrode assembly together with the electrolyte solution, that is, a battery pouch packaging material.

일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. In general, a lithium secondary battery may be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the exterior material.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다. Recently, secondary batteries are widely used not only in small devices such as portable electronic devices but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices. When used in such medium and large devices, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output. In particular, a pouch type secondary battery is widely used in such a medium-large size device because of its easy lamination.

하지만, 파우치형 이차 전지는 일반적으로 알루미늄과 폴리머 수지의 라미네이트 시트의 전지 파우치 외장재로 포장되어 있으므로 기계적 강성이 크지 않다. 따라서, 다수의 파우치형 이차 전지를 포함하여 배터리 모듈을 구성할 때, 이차 전지를 외부의 충격 등으로부터 보호하고, 그 유동을 방지하며, 적층이 용이하도록 하기 위해, 카트리지를 이용하는 경우가 많다. However, the pouch type secondary battery is generally packaged as a battery pouch packaging material of a laminate sheet of aluminum and polymer resin, so the mechanical rigidity is not large. Therefore, when constructing a battery module including a large number of pouch type secondary batteries, a cartridge is often used to protect the secondary battery from external shocks, to prevent its flow, and to facilitate lamination.

카트리지는 보통 폴리머 재질로서 중앙 부분이 비어 있는 사각 플레이트 형태로 구성되는 경우가 많으며, 이때 4개의 변 부분이 파우치형 이차 전지의 외주부를 감싸도록 구성된다. 그리고, 이러한 카트리지는 배터리 모듈을 구성하기 위해 다수가 적층된 형태로 이용되며, 이차 전지는 카트리지가 적층되었을 때 생기는 내부의 빈 공간에 위치할 수 있다.The cartridge is usually made of a polymer material and is often formed in the form of a square plate with an empty central portion, wherein four sides are configured to surround the outer circumference of the pouch type secondary battery. In addition, such a cartridge is used in the form of a plurality of stacked to form a battery module, the secondary battery may be located in the inner empty space generated when the cartridge is stacked.

한편, 이처럼 다수의 카트리지를 이용하여 다수의 이차 전지가 조립되도록 하는 경우, 이차 전지 사이에는 금속 재질의 플레이트 형태로 구성된 냉각 플레이트가 개재될 수 있다. 이차 전지는 여름과 같이 고온 환경에서 사용되는 경우가 있을 수 있으며, 또한 이차 전지 자체적으로도 열이 발생할 수 있다. 이때, 다수의 이차 전지가 서로 적층되어 있는 경우, 이차 전지의 온도는 더욱 높아질 수 있는데, 이 온도가 적정 온도보다 높아지면 이차 전지의 성능이 저하될 수 있고, 심한 경우 폭발이나 발화의 위험도 있다. 따라서, 배터리 모듈을 구성할 때 이차 전지 사이에 냉각 핀을 개재시켜, 이러한 냉각 플레이트를 통해 이차 전지의 온도 상승이 방지되도록 하는 구성이 많이 이용된다. 이러한 구성의 경우, 이차 전지 측에서 열이 발생하면 발생된 열은 냉각 플레이트를 통해 배터리 모듈의 외측으로 배출될 수 있다.On the other hand, when a plurality of secondary batteries are assembled using a plurality of cartridges as described above, a cooling plate configured in the form of a metal plate may be interposed between the secondary batteries. The secondary battery may be used in a high temperature environment such as summer, and heat may also be generated in the secondary battery itself. In this case, when a plurality of secondary batteries are stacked on each other, the temperature of the secondary battery may be further increased. If the temperature is higher than an appropriate temperature, the performance of the secondary battery may be degraded, and in severe cases, there is a risk of explosion or fire. Therefore, when the battery module is configured, a configuration in which a cooling fin is interposed between the secondary batteries to prevent the temperature rise of the secondary battery through the cooling plate is widely used. In such a configuration, when heat is generated on the secondary battery side, the generated heat may be discharged to the outside of the battery module through the cooling plate.

그런데, 종래 이와 같은 냉각 플레이트를 통해 열을 배출시키는 구성의 경우, 이차 전지와 냉각 플레이트 사이의 열전달이 충분하게 이루어지지 못함으로써 배터리 모듈의 냉각이 제대로 이루어지지 못하는 문제가 있다. 즉, 이차 전지에서 열이 발생하면, 발생된 열은 냉각 플레이트로 원활하게 전달되어야 하나, 종래 배터리 모듈 구성에 의하면, 이차 전지 측에서 발생한 열이 냉각 플레이트로 잘 전달되지 못하는 문제가 있다.By the way, in the conventional configuration of discharging heat through such a cooling plate, there is a problem that the cooling of the battery module is not properly performed because the heat transfer between the secondary battery and the cooling plate is not sufficient. That is, when heat is generated in the secondary battery, the generated heat should be smoothly transferred to the cooling plate, but according to the conventional battery module configuration, there is a problem that heat generated at the secondary battery side is not easily transferred to the cooling plate.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이차 전지와 냉각 플레이트 사이의 열전달이 원활하고 신속하게 이루어질 수 있도록 구조가 개선된 배터리 모듈과, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a battery module, a battery pack and a vehicle having an improved structure so that heat transfer between the secondary battery and the cooling plate can be made smoothly and quickly. It aims to do it.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상하 방향으로 세워진 형태로 좌우 방향으로 나란하게 배열된 복수의 이차 전지; 및 판상의 열전도성 재질로 구성되며, 2개의 이차 전지 사이에 개재되고, 좌우 방향으로 돌출된 형태로 형성되어 상기 이차 전지의 하부가 안착되는 안착부를 구비하는 냉각 플레이트를 포함한다.A battery module according to the present invention for achieving the above object, a plurality of secondary batteries arranged side by side in the left and right direction in a vertical form; And a cooling plate formed of a plate-shaped thermally conductive material and interposed between the two secondary batteries, the cooling plate having a seating portion in which the lower portion of the secondary battery is seated and protruded in the horizontal direction.

여기서, 상기 이차 전지는, 전극과 분리막의 조립체와 전해액을 수납하는 수납부 및 파우치 외장재가 융착된 실링부를 구비하고, 상기 안착부의 상부에는 상기 수납부의 하부가 안착될 수 있다.Here, the secondary battery may include an accommodating part for accommodating an electrode, a separator and an electrolyte, and a sealing part in which a pouch exterior material is fused, and a lower part of the accommodating part may be seated on an upper part of the seating part.

또한, 상기 안착부의 측부에는 상기 실링부가 접촉될 수 있다.In addition, the sealing portion may contact the side of the seating portion.

또한, 상기 냉각 플레이트는, 상기 수납부의 측부와 면접촉할 수 있다.In addition, the cooling plate may be in surface contact with the side of the housing portion.

또한, 상기 안착부는, 좌우 방향으로 갈수록 각각 낮아지는 방향으로 소정 각도 기울어진 형태의 경사면이 형성될 수 있다.In addition, the seating portion may be formed with an inclined surface inclined at a predetermined angle in a direction lowered toward each other in the left and right directions.

또한, 상기 안착부는, 좌측과 우측에 각각 상하 방향으로 평평한 면이 형성될 수 있다.In addition, the seating portion, the left and right sides may be formed with a flat surface in the vertical direction, respectively.

또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상호 적층 가능한 형태로 구성되며, 2개의 이차 전지를 수납하고 수납된 이차 전지의 테두리를 둘러싸도록 구성된 복수의 카트리지를 더 포함할 수 있다.In addition, the battery module according to the present invention may further include a plurality of cartridges configured in a mutually stackable form and configured to receive two secondary batteries and surround the edges of the stored secondary batteries.

여기서, 상기 냉각 플레이트는, 상기 카트리지의 중앙부에 구비되어 상기 카트리지에 수납된 2개의 이차 전지 사이에 개재될 수 있다.Here, the cooling plate is provided in the center portion of the cartridge may be interposed between the two secondary batteries accommodated in the cartridge.

또한, 상기 카트리지는, 상부와 하부 중 적어도 한 부분에 관통구가 형성되고, 상기 냉각 플레이트는, 상기 관통구를 관통하는 관통부 및 상기 카트리지의 외부로 노출된 노출부를 구비할 수 있다.The cartridge may include a through hole formed in at least one of an upper portion and a lower portion thereof, and the cooling plate may include a through portion penetrating through the through hole and an exposed portion exposed to the outside of the cartridge.

또한, 상기 노출부는, 수평 방향으로 평평하게 형성될 수 있다.In addition, the exposed part may be formed flat in the horizontal direction.

또한, 상기 노출부는, 인접하는 냉각 플레이트의 노출부와 좌우 단부가 상호 접촉된 형태로 구성될 수 있다.In addition, the exposed part may be configured in a form in which the exposed part and the left and right ends of the adjacent cooling plate are in contact with each other.

또한, 상기 관통구는, 상기 카트리지의 상부와 하부 중 적어도 한 부분에 둘 이상 형성되고, 상기 관통부는, 상기 냉각 플레이트의 상부와 하부 중 적어도 한 부분에 둘 이상 형성될 수 있다.In addition, two or more through-holes may be formed in at least one portion of an upper portion and a lower portion of the cartridge, and two or more through-holes may be formed in at least one portion of an upper portion and a lower portion of the cooling plate.

또한, 상기 안착부는, 하부가 상기 카트리지의 상부에 안착될 수 있다.In addition, the seating portion, the lower portion may be seated on the upper portion of the cartridge.

또한, 상기 카트리지는, 상기 안착부가 안착되는 부분에 상부 방향으로 돌출된 형태로 돌기가 형성될 수 있다.In addition, the cartridge, a protrusion may be formed in a form protruding in the upper direction to the portion in which the seating portion is seated.

또한, 상기 냉각 플레이트는, 좌우 방향으로 돌출된 형태로 형성되어 상기 이차 전지의 상부가 접촉되는 접촉부를 더 구비할 수 있다.The cooling plate may further include a contact portion formed to protrude in a left and right direction and contacting an upper portion of the secondary battery.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.In addition, the battery pack according to the present invention for achieving the above object includes a battery module according to the present invention.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함한다.In addition, the vehicle according to the present invention for achieving the above object includes a battery module according to the present invention.

본 발명의 일 측면에 의하면, 이차 전지와 냉각 플레이트 사이의 열전달 효율이 향상될 수 있다.According to one aspect of the invention, the heat transfer efficiency between the secondary battery and the cooling plate can be improved.

특히, 본 발명의 일 측면에 의하면, 전지에서 발생한 열이, 기존과 같이 전지의 두께 방향으로 통과하여 냉각 플레이트에 전달될 뿐만 아니라, 전지의 길이 방향으로 통과하여 상기 냉각 플레이트의 안착부로도 전달될 수 있어서 전지로부터 냉각 플레이트로의 열전달, 즉 전지로부터 열추출 효율을 증대시킬 수 있다. 그런 이유 중의 하나는, 전지 내부에서의 열전달 특성이 이방성이기 때문이기도 하다. 즉, 이는 전지에서 두께 방향으로의 열전도도는 매우 낮으며, 전지의 길이 방향으로의 열전도도는 매우 높은 특성에 기인한다. 또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 이차 전지와 냉각 플레이트 사이의 접촉 면적이 증대될 수 있다.In particular, according to an aspect of the present invention, the heat generated in the battery is not only passed to the cooling plate by passing in the thickness direction of the battery, but also passes through the longitudinal direction of the battery to be transmitted to the seating portion of the cooling plate. The heat transfer from the cell to the cooling plate, ie, the heat extraction efficiency from the cell, can be increased. One reason for this is that the heat transfer characteristics inside the battery are anisotropic. That is, the thermal conductivity in the thickness direction in the battery is very low, and the thermal conductivity in the longitudinal direction of the battery is due to a very high characteristic. In addition, according to an aspect of the present invention, the contact area between the secondary battery and the cooling plate can be increased.

그러므로, 본 발명의 이러한 측면들에 의하면, 이차 전지로부터 발생된 열이 냉각 플레이트로 신속하게 전달됨으로써, 배터리 모듈의 냉각 성능이 효과적으로 개선될 수 있다.Therefore, according to these aspects of the present invention, the heat generated from the secondary battery is quickly transferred to the cooling plate, whereby the cooling performance of the battery module can be effectively improved.

또한, 본 발명의 일 측면에 의하면, 카트리지의 내부 공간에서 이차 전지가 안정적으로 고정되고 유동이 방지됨으로써, 진동이나 충격 등에도 이차 전지나 전원 연결 구성과 같은 배터리 모듈의 구성요소가 파손되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the secondary battery is stably fixed in the interior space of the cartridge to prevent flow, it is possible to prevent the components of the battery module, such as the secondary battery or the power supply connection damage to vibration or shock, etc. Can be.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1에서 일부 카트리지와 이차 전지를 분리하여 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 다른 파우치형 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이다.
도 4는, 도 3의 구성에 대한 결합 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 도 5의 카트리지에 대하여 이차 전지가 결합된 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 플레이트의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 도 1의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.
도 9는, 도 8의 B1 부분에 대한 확대도이다.
도 10은, 도 9의 구성에서 이차 전지와 냉각 플레이트를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 11은, 이차 전지의 하부에서 이차 전지와 냉각 플레이트 사이의 접촉 부분 및 열의 흐름 형태를 개략적으로 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안착부의 형태를 갖는 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 하부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating some cartridges and a rechargeable battery separated from each other in FIG. 1.
3 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of a pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of the combination of the configuration of FIG. 3.
5 is a perspective view schematically showing the configuration of a cartridge according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view schematically illustrating a configuration in which a secondary battery is coupled to the cartridge of FIG. 5.
7 is a perspective view schematically showing the configuration of a cooling plate according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of FIG.
FIG. 9 is an enlarged view of a portion B1 of FIG. 8.
FIG. 10 is a view showing the secondary battery and the cooling plate separately in the configuration of FIG. 9.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a form of contact and heat flow between the secondary battery and the cooling plate at the bottom of the secondary battery. FIG.
12 is a view schematically showing a configuration of a battery module having a form of a mounting unit according to another embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view schematically illustrating a lower configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는, 도 1에서 일부 카트리지와 이차 전지를 분리하여 나타낸 분리 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a battery module according to an embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view illustrating some cartridges and a secondary battery separated from each other in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 이차 전지(100), 카트리지(200) 및 냉각 플레이트(300)를 포함할 수 있다.1 and 2, the battery module according to the present invention may include a secondary battery 100, a cartridge 200, and a cooling plate 300.

상기 이차 전지(100)는, 전극 조립체, 전해액 및 파우치 외장재를 구비할 수 있다.The secondary battery 100 may include an electrode assembly, an electrolyte solution, and a pouch packaging material.

여기서, 전극 조립체는, 전극과 분리막의 조립체로서, 하나 이상의 양극판 및 하나 이상의 음극판이 분리막(세퍼레이터)을 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 이러한 이차 전지(100)의 구성에 대해서는, 본원발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이므로, 상세한 설명을 생략한다.Here, the electrode assembly is an assembly of an electrode and a separator, and may be configured in a form in which one or more positive electrode plates and one or more negative electrode plates are disposed with a separator (separator) interposed therebetween. The configuration of such a secondary battery 100 is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains, and thus detailed description thereof will be omitted.

이차 전지(100)는, 파우치 외장재의 재질에 따라, 캔형 이차 전지와 파우치형 이차 전지로 구분될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 배터리 모듈의 이차 전지는, 파우치형 이차 전지일 수 있다. 이 경우, 이차 전지의 파우치 외장재는, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 구비하는 형태로 구성될 수 있다.The secondary battery 100 may be classified into a can type secondary battery and a pouch type secondary battery according to the material of the pouch exterior material. In particular, the secondary battery of the battery module according to the present invention may be a pouch type secondary battery. In this case, the pouch packaging material of the secondary battery may be configured to include an outer insulating layer, a metal layer, and an inner adhesive layer.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 분리 사시도이고, 도 4는 도 3의 구성에 대한 결합 사시도이다.3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a pouch type secondary battery 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a combined perspective view of the configuration of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 파우치형 이차 전지(100)에 있어서, 파우치 외장재(120)는, 우측 파우치(122)와 좌측 파우치(121)로 구성될 수 있으며, 우측 파우치(122)와 좌측 파우치(121) 중 적어도 하나에는 오목한 형태의 수납부(I)가 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 파우치의 수납부(I)에는 전극 조립체(110)와 전해액이 수납될 수 있다. 또한, 우측 파우치(122)와 좌측 파우치(121)의 외주면에는 실링부(S)가 구비되어 이러한 실링부(S)가 서로 접착됨으로써, 전극 조립체(110)가 수용된 수납부(I)가 밀폐되도록 할 수 있다. 전극 조립체(110)의 각 전극판에는 전극 탭이 구비되며, 하나 이상의 전극 탭이 전극 리드(130)와 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드(130)는 우측 파우치(122)와 좌측 파우치(121)의 실링부(S) 사이에 개재되어 파우치의 외부로 노출됨으로써, 이차 전지(100)의 전극 단자로서 기능할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, in the pouch type secondary battery 100, the pouch exterior member 120 may include a right pouch 122 and a left pouch 121, and a right pouch 122 and a left side. At least one of the pouches 121 may have a concave accommodating part I. The electrode assembly 110 and the electrolyte may be accommodated in the accommodating part I of the pouch. In addition, the outer circumferential surfaces of the right pouch 122 and the left pouch 121 are provided with a sealing portion S, such that the sealing portions S are adhered to each other, so that the receiving portion I in which the electrode assembly 110 is accommodated is sealed. can do. Each electrode plate of the electrode assembly 110 includes an electrode tab, and one or more electrode tabs may be connected to the electrode lead 130. In addition, the electrode lead 130 is interposed between the right pouch 122 and the sealing part S of the left pouch 121 to be exposed to the outside of the pouch, thereby serving as an electrode terminal of the secondary battery 100.

파우치형 이차 전지(100)는, 배터리 모듈에 복수 개 포함될 수 있다. 그리고, 이러한 파우치형 이차 전지(100)는, 각각 상하 방향으로 세워지는 형태로 수평 방향으로 배열될 수 있다. Pouch-type secondary battery 100 may be included in a plurality of battery modules. The pouch-type secondary batteries 100 may be arranged in a horizontal direction, respectively, in a form standing up and down.

즉, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 있어서, 파우치형 이차 전지(100)는, 2개의 넓은 면이 좌우 측에 위치하고, 상부 및 하부에는 실링부(S)가 위치하도록 대략 지면에 수직하게 세워지는 형태로 구성될 수 있다. 다시 말해, 이차 전지의 좌측 파우치(121)와 우측 파우치(122)가 각각 좌우 측에 위치하도록, 이차 전지는 상하 방향으로 세워질 수 있다. 그리고, 이와 같이 세워진 형태의 파우치형 이차 전지는, 넓은 면이 서로 대면되는 형태로 좌우 방향, 즉 수평 방향으로 평행하게 배열될 수 있다.That is, in the battery module according to the present invention, the pouch type secondary battery 100 has two wide surfaces positioned on the left and right sides, and the upper and lower portions of the battery module 100 are substantially perpendicular to the ground so that the sealing portion S is positioned. It can be configured as. In other words, the secondary battery may be erected in the up and down direction such that the left pouch 121 and the right pouch 122 of the secondary battery are located at the left and right sides, respectively. In addition, the pouch type secondary battery of the upright shape may be arranged in parallel with each other in a horizontal direction such that the wide surfaces thereof face each other.

상기 카트리지(200)는, 상호 적층 가능한 형태로 구성되며, 내부 공간에 이차 전지(100)를 수용하도록 구성될 수 있다.The cartridge 200 may be configured to be stacked on each other, and may be configured to accommodate the secondary battery 100 in an internal space.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지(200)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 6은, 도 5의 카트리지(200)에 대하여 이차 전지(100)가 결합된 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view schematically showing the configuration of a cartridge 200 according to an embodiment of the present invention. 6 is a perspective view schematically illustrating a configuration in which the secondary battery 100 is coupled to the cartridge 200 of FIG. 5.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 카트리지(200)는, 이차 전지(100)의 테두리를 외측에서 둘러싸는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 이를 위해, 상기 카트리지(200)는, 단위 프레임을 복수 개 구비할 수 있다. 이때, 카트리지(200)의 각 단위 프레임은, 양 단부가 상호 연결된 형태로 구성될 수 있다. 이러한 단위 프레임의 개수는, 이차 전지(100)의 형태에 따라 다르게 결정될 수 있다.5 and 6, the cartridge 200 may be configured to surround the edge of the secondary battery 100 from the outside. And, for this purpose, the cartridge 200 may be provided with a plurality of unit frames. In this case, each unit frame of the cartridge 200 may be configured such that both ends are connected to each other. The number of such unit frames may be determined differently according to the shape of the secondary battery 100.

예를 들어, 이차 전지(100)는 넓은 면을 정면으로 하여 바라본 형태가 대략 사각형이 되는 형태로 구성될 수 있는데, 이때 카트리지(200)는 이차 전지(100)의 변의 개수에 따라 4개의 단위 프레임(201, 202, 203, 204)을 구비할 수 있다. 그리고, 각각의 단위 프레임은 양단이 상호 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 단위 프레임들은 처음부터 서로 일체화된 형태로 제조되거나 별도로 제조된 후 조립 체결될 수 있다. 이처럼, 양 단부가 상호 연결된 4개의 단위 프레임을 구비하는 경우, 상기 카트리지(200)는, 중앙 부분이 비어 있는 사각 링 형태로 구성되었다고 할 수 있다.For example, the secondary battery 100 may be configured in a shape in which the shape of the secondary battery 100 is viewed in front of a large surface, and the cartridge 200 has four unit frames according to the number of sides of the secondary battery 100. 201, 202, 203, and 204 may be provided. Each unit frame may be configured in such a manner that both ends thereof are connected to each other. These unit frames may be manufactured in an integrated form from the beginning, or may be separately assembled and then assembled. As such, when the two ends are provided with four unit frames interconnected, it can be said that the cartridge 200 is configured in the form of a rectangular ring with an empty central portion.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 이차 전지(100)를 기준으로 상부, 하부, 전방측 및 후방측에 위치하는 카트리지(200)의 각 단위 프레임에 대하여, 상부 단위 프레임(201), 하부 단위 프레임(202), 전방 단위 프레임(203) 및 후방 단위 프레임(204)이라 지칭하도록 한다.Hereinafter, for convenience of description, the upper unit frame 201 and the lower unit frame for each unit frame of the cartridge 200 located on the upper, lower, front side, and rear side with respect to the secondary battery 100. 202, the front unit frame 203, and the rear unit frame 204.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 전, 후, 좌, 우 등의 방향은, 설명의 편의를 위해, 도면에서 전극 리드(130)가 돌출된 부분을 전방 내지 후방으로 구분하고, 이러한 전극 리드(130)를 기준으로 좌측과 우측을 각각 구분하도록 한다. 즉, 도 1의 배터리 모듈 구성에 대하여, 전극 리드(130)가 도시된 부분 측에서 배터리 모듈을 바라본다는 점을 전제로, 전극 리드(130)가 위치하는 부분을 배터리 모듈의 전방이라 하고, 좌측과 우측에 위치하는 측면을 각각, 배터리 모듈의 좌측과 우측이라 한다. 이하에서도, 특별한 설명이 없는 한, 이와 같은 방향을 기준으로 설명하도록 한다.On the other hand, in the present specification, the directions of up, down, before, after, left, right, and the like, for convenience of description, the portion where the electrode lead 130 protrudes in the drawing is divided into front and rear, such electrode lead ( 130, the left and right sides are distinguished. That is, with respect to the battery module configuration of FIG. 1, the part where the electrode lead 130 is located is called the front of the battery module on the premise that the electrode lead 130 is viewed from the side of the illustrated part. Sides positioned at the right side and the right side are referred to as left and right sides of the battery module, respectively. Hereinafter, unless otherwise indicated, description will be made based on such a direction.

상기 카트리지(200)는, 이러한 단위 프레임으로 한정되는 내부 공간에 이차 전지(100)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지(100)가 사각 형태로 구성되는 경우, 카트리지는 4개의 단위 프레임(201, 202, 203, 204)을 구비하고, 각 단위 프레임은 이차 전지(100)의 4개의 변 외부에 각각 위치하도록 구성될 수 있다. The cartridge 200 may accommodate the secondary battery 100 in an internal space defined by such a unit frame. For example, when the secondary battery 100 is configured in a square shape, the cartridge includes four unit frames 201, 202, 203, and 204, and each unit frame is outside the four sides of the secondary battery 100. It may be configured to be located at each.

특히, 상기 카트리지(200)는, 2개의 이차 전지(100)를 수납할 수 있다. 즉, 상하 방향으로 세워진 형태의 이차 전지(100) 2개가 수평 방향으로 평행하게 배치된 경우, 이러한 2개의 이차 전지(100)는 1개의 카트리지 내부 공간에 수납될 수 있다.In particular, the cartridge 200 may accommodate two secondary batteries 100. That is, when the two secondary batteries 100 in the vertical direction are arranged in parallel in the horizontal direction, the two secondary batteries 100 may be accommodated in one cartridge inner space.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 카트리지를 복수 개 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 복수의 카트리지는 수평 방향으로 배열되어, 상호 적층될 수 있다. 즉, 상기 카트리지는, 도면에 도시된 바와 같이, 좌우 방향으로 층을 이루도록 상호 결합될 수 있다. 또한, 이러한 카트리지의 상호 결합으로 인해, 카트리지의 결합 구조 내부에는 빈 공간이 형성될 수 있다. 따라서, 복수의 이차 전지(100)는, 카트리지의 결합으로 인해 형성된 내부 공간에 위치하여, 상호 적층 상태가 안정적으로 유지되고, 홀딩되어 유동이 방지되며, 외부의 충격으로부터 보호될 수 있다. The battery module according to the present invention may include a plurality of cartridges, as shown in FIGS. 1 and 2. Then, the plurality of cartridges may be arranged in a horizontal direction and stacked on each other. That is, the cartridges may be coupled to each other to form a layer in the left and right directions, as shown in the figure. In addition, due to the mutual coupling of the cartridges, an empty space may be formed inside the coupling structure of the cartridge. Therefore, the plurality of secondary batteries 100 are located in the inner space formed by the coupling of the cartridges, and thus the mutually laminated state is stably maintained, held to prevent flow, and protected from external impact.

이를 위해, 상기 카트리지(200)는, 적층이 용이하도록 접촉되는 표면에 상호 대응되는 형태로 요철부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 좌측에 돌출부가 형성되고, 우측에 그러한 돌출부에 대응되는 형태로 오목부가 형성될 수 있다. 이 경우, 카트리지가 적층되면, 좌측과 우측에 형성된 돌출부가 오목부에 삽입되는 형태로 서로 끼움 결합될 수 있다.To this end, the cartridge 200, the uneven portion may be formed in a form corresponding to each other in contact with the surface to facilitate stacking. For example, the cartridge may have a protrusion formed on the left side and a recess formed in the form corresponding to the protrusion on the right side. In this case, when the cartridges are stacked, the protrusions formed on the left side and the right side may be fitted to each other in the form of being inserted into the recesses.

상기 카트리지는, 플라스틱과 같은 폴리머 재질로 구성될 수 있다. 폴리머의 경우, 성형성이 우수하고 전기 전도성이 낮아 배터리 모듈의 절연성을 확보하기가 용이하다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 카트리지의 특정 재질로 한정되는 것은 아니다.The cartridge may be made of a polymer material such as plastic. In the case of the polymer, excellent moldability and low electrical conductivity make it easy to ensure insulation of the battery module. However, the present invention is not necessarily limited to the specific material of such a cartridge.

상기 냉각 플레이트(300)는, 판상으로 형성되어, 넓은 면이 좌측과 우측을 향하도록 세워진 형태로 배치될 수 있다. 상기 냉각 플레이트(300)는, 카트리지의 각 단위 프레임에 형성되는 내부 공간을 채우는 형태로 구성되며, 테두리 부분이 단위 프레임에 위치하는 형태로 구성될 수 있다. The cooling plate 300 may be formed in a plate shape, and may be disposed in a form of a wide surface facing the left and right sides. The cooling plate 300 may be configured to fill an internal space formed in each unit frame of the cartridge, and may be configured in a form in which an edge portion is positioned in the unit frame.

도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 플레이트(300)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.7 is a perspective view schematically showing the configuration of a cooling plate 300 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 냉각 플레이트(300)는 넓은 2개의 면을 갖도록 대략 판상형으로 형성될 수 있다. 특히, 카트리지(200)는 사각 링 형태로 구성될 수 있는데, 이 경우 상기 냉각 플레이트(300)는 이러한 카트리지(200)의 형태에 대응되도록, 도면에 도시된 바와 같은 사각 플레이트 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the cooling plate 300 may be formed in a substantially plate shape to have two wide surfaces. In particular, the cartridge 200 may be configured in the form of a square ring, in which case the cooling plate 300 may be configured in the form of a square plate, as shown in the figure, to correspond to the shape of the cartridge 200. .

상기 냉각 플레이트(300)는, 이차 전지(100)와 열교환이 가능하도록 열전도성 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각 플레이트(300)는, 알루미늄과 같은 금속 재질로 구성될 수 있다. 따라서, 이차 전지(100)로부터 열이 발생하는 경우, 발생된 열은 냉각 플레이트(300)로 전달될 수 있다.The cooling plate 300 may be made of a thermally conductive material to allow heat exchange with the secondary battery 100. For example, the cooling plate 300 may be made of a metal material such as aluminum. Therefore, when heat is generated from the secondary battery 100, the generated heat may be transferred to the cooling plate 300.

상기 냉각 플레이트(300)는, 카트리지(200)의 중앙부에 구비될 수 있다. 이에 대해서는, 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.The cooling plate 300 may be provided at the central portion of the cartridge 200. This will be described in more detail with reference to FIG. 8.

도 8은, 도 1의 A1-A1'선에 대한 단면도이다.8 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 'of FIG.

도 8을 참조하면, 상기 냉각 플레이트(300)는, 카트리지(200)의 상단에서 하단까지 길게 연장되게 상하 방향으로 세워진 형태로 구성될 수 있다. 이때, 냉각 플레이트(300)는, 카트리지(200)에서 좌우 방향으로 중앙 부분에 위치할 수 있다. 따라서, 카트리지(200)의 내부에 2개의 이차 전지(100)가 수납되는 경우, 냉각 플레이트(300)는 수납된 2개의 이차 전지(100) 사이에 개재될 수 있다. 따라서, 상기 냉각 플레이트(300)는, 좌측에 배치된 이차 전지(100)와 우측에 배치된 이차 전지(100)로부터 열을 흡수하여 상부 또는 하부 방향으로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 8, the cooling plate 300 may be configured in a form standing up and down to extend from the upper end to the lower end of the cartridge 200. In this case, the cooling plate 300 may be located at the center portion in the left and right directions in the cartridge 200. Therefore, when two secondary batteries 100 are accommodated in the cartridge 200, the cooling plate 300 may be interposed between the two secondary batteries 100 stored therein. Therefore, the cooling plate 300 may absorb heat from the secondary battery 100 disposed on the left side and the secondary battery 100 disposed on the right side, and transmit the heat to the upper or lower direction.

또한, 상기 냉각 플레이트(300)는, 안착부(320)를 구비하여 이차 전지(100)의 하부가 안착되도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 9 및 도 10을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.In addition, the cooling plate 300 may include a seating part 320 so that the lower part of the secondary battery 100 may be seated. This will be described in more detail with reference to FIGS. 9 and 10.

도 9는 도 8의 B1 부분에 대한 확대도이고, 도 10은 도 9의 구성에서 이차 전지(100)와 냉각 플레이트(300)를 분리하여 나타낸 도면이다.FIG. 9 is an enlarged view of a portion B1 of FIG. 8, and FIG. 10 is a view illustrating the secondary battery 100 and the cooling plate 300 separately in the configuration of FIG. 9.

도 9와 도 10, 그리고 도 7 등을 참조하면, 상기 냉각 플레이트(300)는, 이차 전지(100)의 넓은 면, 즉 측면에 대면하는 본체(310)와 함께, 이러한 본체(310)에서 좌우 방향으로 돌출된 형태로 형성된 안착부(320)를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 안착부(320)에는, 이차 전지(100)의 하부가 안착될 수 있다. 즉, 이차 전지(100)는, 냉각 플레이트(300)의 안착부(320)의 상부에 놓여 하부가 안착부(320)에 접촉될 수 있다.9, 10, 7, and the like, the cooling plate 300, along with a main body 310 facing the wide side, that is, the side, of the secondary battery 100, is left and right in the main body 310. It may be provided with a seating portion 320 formed in a shape protruding in the direction. In addition, the lower portion of the secondary battery 100 may be seated on the seating part 320. That is, the secondary battery 100 may be placed on the upper part of the seating part 320 of the cooling plate 300 and the lower part may contact the seating part 320.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈 내부에서 이차 전지(100)가 보다 안정적으로 고정되어, 진동이나 충격 등으로 인한 이차 전지(100)나 전원 계통의 파손 등이 방지될 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100)와 카트리지(200) 사이의 공간이 감소되어 배터리 모듈의 소형화에 보다 유리할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 배터리 모듈의 냉각 성능이 증대될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the secondary battery 100 is more stably fixed within the battery module, and thus, damage to the secondary battery 100 or the power system due to vibration or shock can be prevented. In addition, according to this configuration of the present invention, the space between the secondary battery 100 and the cartridge 200 is reduced, which may be more advantageous for miniaturization of the battery module. Moreover, according to this configuration of the present invention, the cooling performance of the battery module can be increased.

특히, 이차 전지(100)는, 도 3 및 도 4의 구성에서 설명한 바와 같이, 전극 조립체(110)를 수납하는 수납부(I) 및 파우치 외장재(120)가 융착된 실링부(S)를 구비할 수 있다. 이때, 냉각 플레이트(300)의 안착부(320) 상부에는, 수납부(I)의 하부가 안착될 수 있다. 즉, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, F1으로 표시된 바와 같은 냉각 플레이트(300)의 안착부(320) 상면에는, I2로 표시된 바와 같은 이차 전지(100)의 수납부(I) 하부가 면접촉되는 형태로 안착될 수 있다. In particular, the secondary battery 100 includes a sealing part S in which the accommodating part I and the pouch packaging material 120 are housed together to accommodate the electrode assembly 110, as described in the configuration of FIGS. 3 and 4. can do. At this time, the lower portion of the accommodating part I may be mounted on the seating part 320 of the cooling plate 300. That is, as shown in FIGS. 9 and 10, the lower part of the storage part I of the secondary battery 100 as indicated by I2 is located on the upper surface of the seating part 320 of the cooling plate 300 as indicated by F1. It may be seated in the form of surface contact.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100)와 냉각 플레이트(300) 사이의 접촉 면적이 증대되고, 열의 이동이 보다 신속하게 이루어질 수 있다. 이에 대해서는, 도 11을 참조하여, 보다 구체적으로 설명하도록 한다.According to this configuration of the present invention, the contact area between the secondary battery 100 and the cooling plate 300 is increased, the heat can be moved more quickly. This will be described in more detail with reference to FIG. 11.

도 11은, 이차 전지(100)의 하부에서 이차 전지(100)와 냉각 플레이트(300) 사이의 접촉 부분 및 열의 흐름 형태를 개략적으로 도식화하여 나타낸 도면이다. 도 11에서, 이차 전지(100)와 냉각 플레이트(300) 사이의 접촉 부분은 점선으로 나타내고, 열의 흐름은 화살표로 나타내도록 한다.FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a contact portion and a heat flow form between the secondary battery 100 and the cooling plate 300 at the bottom of the secondary battery 100. In FIG. 11, the contact portion between the secondary battery 100 and the cooling plate 300 is indicated by a dotted line and the flow of heat is indicated by an arrow.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 점선으로 표시된 부분과 같이, 이차 전지(100)의 측면과 하부면 모두에서 냉각 플레이트(300)와 접촉될 수 있다. 즉, 이차 전지(100)는, 도 10에서 I1으로 표시된 부분과 같은 수납부(I) 좌측면 내지 우측면뿐 아니라, 도 10에서 I2로 표시된 부분과 같은 수납부(I) 하부면이 냉각 플레이트(300)에 접촉될 수 있다. Referring to FIG. 11, the battery module according to the present disclosure may be in contact with the cooling plate 300 on both side and bottom surfaces of the secondary battery 100, as indicated by a dotted line. That is, in the secondary battery 100, not only the left side to the right side of the accommodating part I as the part indicated by I1 in FIG. 10, but also the lower surface of the accommodating part I as the part indicated by I2 in FIG. 10 is provided with a cooling plate ( 300).

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 이차 전지(100)의 측면이 냉각 플레이트(300)의 본체(310)와 접촉될 수 있고, 이차 전지(100)의 하면이 냉각 플레이트(300)의 안착부(320)와 접촉될 수 있다.More specifically, the battery module according to the present invention, the side surface of the secondary battery 100 may be in contact with the body 310 of the cooling plate 300, the lower surface of the secondary battery 100 of the cooling plate 300 It may be in contact with the seating portion 320.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100)와 냉각 플레이트(300) 사이의 접촉 면적이 확대되어, 이차 전지(100)와 냉각 플레이트(300) 사이의 열교환량이 증대될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the contact area between the secondary battery 100 and the cooling plate 300 is enlarged, so that the amount of heat exchange between the secondary battery 100 and the cooling plate 300 can be increased.

더욱이, 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 화살표로 표시된 바와 같이, 냉각 플레이트(300)의 두께 방향뿐 아니라, 냉각 플레이트(300)의 평면 방향으로 열이 전달될 수 있다. 즉, 이차 전지(100)로부터 발생된 열은, 수납부(I)의 측면 부분(I1)을 통해, 도면에서 좌우 방향, 즉 냉각 플레이트(300)의 두께 방향으로 전달될 수 있다. 뿐만 아니라, 이차 전지(100)로부터 발생된 열은, 수납부의 하부(I2)를 통해 도면에서 상하 방향, 즉 냉각 플레이트(300)의 평면 방향으로 전달될 수 있다. In addition, referring to FIG. 11, in the battery module according to the present invention, heat may be transferred in the plane direction of the cooling plate 300 as well as in the thickness direction of the cooling plate 300. That is, heat generated from the secondary battery 100 may be transmitted in the left and right directions in the drawing, that is, in the thickness direction of the cooling plate 300, through the side portion I1 of the accommodating part I. In addition, heat generated from the secondary battery 100 may be transferred in the up and down direction, that is, in the plane direction of the cooling plate 300, through the lower portion I2 of the housing part.

특히, 냉각 플레이트(300) 내부에서의 열전달은 전체적으로 냉각 플레이트(300)의 평면 방향(도 11의 상하 방향)으로 이루어질 수 있으므로, 냉각 플레이트(300)의 평면 방향으로 열이 전달되는 경우, 냉각 플레이트(300)의 두께 방향으로 열이 전달되는 경우에 비해, 열이 보다 신속하게 전달될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 냉각 플레이트(300)의 두께 방향 열전달과 함께 냉각 플레이트(300)의 평면 방향 열전달이 함께 이루어질 수 있으므로, 열전달 속도가 크게 향상될 수 있다.In particular, since the heat transfer in the cooling plate 300 may be generally made in a plane direction (up and down direction in FIG. 11) of the cooling plate 300, when heat is transferred in the plane direction of the cooling plate 300, the cooling plate 300. Compared with the case where heat is transferred in the thickness direction of 300, heat may be transferred more quickly. Therefore, according to this configuration of the present invention, since the heat transfer in the planar direction of the cooling plate 300 together with the heat transfer in the thickness direction of the cooling plate 300, the heat transfer rate can be greatly improved.

또한 바람직하게는, 상기 안착부(320)는, 실링부(S)와 접촉하도록 구성될 수 있다. 이에 대해서는, 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Also preferably, the seating part 320 may be configured to contact the sealing part S. This will be described in more detail with reference to FIG. 12.

도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안착부(320)의 형태를 갖는 배터리 모듈의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.12 is a diagram schematically illustrating a configuration of a battery module having a form of a seating unit 320 according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, C 부분에 표시된 바와 같이, 상기 안착부(320)에는 측부가 구비될 수 있으며, 이러한 안착부(320)의 측부에는 이차 전지의 실링부(S)가 접촉될 수 있다. 특히, 이차 전지의 실링부(S)는 적어도 일부분이 하부 방향으로 길게 연장되는 형태로 형성되고, 안착부(320)의 측부는 상하 방향으로 평평하게 구성됨으로써, 이차 전지의 실링부와 안착부(320)의 측부는 서로 면접촉될 수 있다.Referring to FIG. 12, as shown in part C, the seating part 320 may be provided with a side part, and the sealing part S of the secondary battery may contact the side part of the seating part 320. In particular, the sealing portion S of the secondary battery is formed in a form in which at least a portion extends in the lower direction, and the side portion of the seating portion 320 is formed flat in the vertical direction, so that the sealing portion and the seating portion ( Sides of the 320 may be in surface contact with each other.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지와 냉각 플레이트(300) 사이의 접촉 면적을 더욱 증대시켜 이차 전지와 냉각 플레이트(300) 사이의 열전달 효율이 보다 향상되도록 할 수 있다.According to this configuration of the present invention, the contact area between the secondary battery and the cooling plate 300 can be further increased so that the heat transfer efficiency between the secondary battery and the cooling plate 300 can be further improved.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 냉각 플레이트(300)는, 이차 전지의 수납부(I)의 측부와 접촉하도록 구성될 수 있다. On the other hand, as described above, the cooling plate 300 may be configured to contact the side of the housing portion (I) of the secondary battery.

예를 들어, 상기 냉각 플레이트(300)는, 좌측면이 좌측에 위치한 이차 전지의 우측부와 면접촉되고, 우측면이 우측에 위치한 이차 전지의 좌측부와 면접촉될 수 있다. For example, the cooling plate 300 may be in surface contact with the right side of the secondary battery on the left side and the left side of the cooling plate 300 in surface contact with the left side of the secondary battery on the right side.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지와 냉각 플레이트(300) 사이에서 열이 직접 전도되어, 열전달 효율이 향상될 수 있다. 또한, 이차 전지와 냉각 플레이트(300) 사이의 공간을 줄여 배터리 모듈의 소형화를 달성하는데 용이하고, 이차 전지의 유동을 방지할 수 있다.According to this configuration of the present invention, heat is directly conducted between the secondary battery and the cooling plate 300, so that the heat transfer efficiency can be improved. In addition, it is easy to achieve miniaturization of the battery module by reducing the space between the secondary battery and the cooling plate 300, it is possible to prevent the flow of the secondary battery.

또한 바람직하게는, 상기 안착부(320)는, 좌우 방향으로 갈수록 각각 낮아지는 방향으로 소정 각도 기울어진 형태의 경사면이 형성될 수 있다.Also preferably, the seating part 320 may be formed with an inclined surface having a predetermined angle inclined in a lower direction toward the left and right directions.

예를 들어, 도 10에 도시된 바를 참조하면, 상기 안착부(320)는, F1으로 표시된 바와 같이, 좌측 상부에 좌측으로 갈수록 낮아지는 형태로 구성된 경사면이 형성될 수 있고, 우측 상부에 우측으로 갈수록 낮아지는 형태로 구성된 경사면이 형성될 수 있다.For example, referring to the bar illustrated in FIG. 10, the seating part 320 may have an inclined surface formed in a form that is lowered toward the left on the upper left side, as indicated by F1, and the right side on the upper right side. An inclined surface formed in an increasingly lower shape may be formed.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지(100)의 하부와 냉각 플레이트(300)의 안착부(320) 사이에 접촉성이 향상될 수 있다. 특히, 이차 전지(100)의 하부는, 이차 전지(100)에서 수납부(I)와 실링부(S)의 좌우 두께 차이로 인해 형성되는데, 이차 전지(100)가 세워진 상태에서 이러한 수납부(I)의 하부는 지면에 평행하지 않고, 지면으로부터 소정 각도 기울어진 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 실시예와 같이, 안착부(320)의 상부가 경사진 형태로 구성된 경우, 안착부(320)의 상부와 이차 전지(100)의 하부가 서로 대응되는 형태로 형성됨으로써, 상호 간 밀착성이 증대될 수 있다. 또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지가 세워진 형태로 수평 방향으로 배열되는 형태의 배터리 모듈에 있어서, 이차 전지가 하부 방향으로 쉽게 밀착될 수 있도록 하여, 배터리 모듈의 조립이 보다 용이해질 수 있다.According to this configuration of the present invention, the contact between the lower portion of the secondary battery 100 and the seating portion 320 of the cooling plate 300 can be improved. In particular, the lower part of the secondary battery 100 is formed due to the difference in the left and right thicknesses of the accommodating part I and the sealing part S in the secondary battery 100, and the accommodating part ( The lower part of I) is not parallel to the ground, and may be configured to be inclined at an angle from the ground. Therefore, as in the above embodiment, when the upper portion of the seating portion 320 is configured to be inclined, the upper portion of the seating portion 320 and the lower portion of the secondary battery 100 are formed in a form corresponding to each other, the mutual adhesion This can be increased. In addition, according to this configuration of the present invention, in the battery module of the form in which the secondary battery is arranged in a horizontal direction in the form of a stand up, the secondary battery can be easily adhered in the downward direction, the assembly of the battery module can be more easily. have.

뿐만 아니라, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 안착부(320) 내부로 유입된 열이 냉각 플레이트(300)의 외부로 보다 신속하게 배출될 수 있다. 즉, 도 10의 구성을 참조하면, 냉각 플레이트(300)는, 대체로 얇은 플레이트 형태로 구성되되 안착부(320)에서 다른 부분에 비해 두꺼워지는 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 안착부(320)에서 두꺼워진 냉각 플레이트(300)는, 안착부(320)의 하부에서 다시 얇은 플레이트 형태로 구성되어, 안착부(320)로 유입된 열이 안착부(320) 하부의 얇은 부분을 통해 카트리지(200)의 외부로 배출될 수 있다. 이 경우, 안착부(320)와 이차 전지의 넓은 접촉 면적을 통해 유입된 열은 중앙의 좁은 배출 경로를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이때, 상기 실시예와 같이, 안착부(320)의 좌측 단부와 우측 단부가 안착부(320)의 중앙 부분에 비해 높이가 낮도록 구성되면, 안착부(320)의 좌측 단부 내지 우측 단부와 안착부(320)의 중앙 하부에 위치한 배출 경로 사이의 거리가 좁혀짐으로써, 안착부(320)로 유입된 열이 중앙부에 위치한 배출 경로로 보다 용이하게 배출될 수 있다. In addition, according to this configuration of the present invention, the heat introduced into the seating portion 320 can be discharged to the outside of the cooling plate 300 more quickly. That is, referring to the configuration of FIG. 10, the cooling plate 300 may be configured in a generally thin plate shape but thicker than other portions in the seating part 320. In addition, the cooling plate 300 thickened at the seating part 320 is configured in the form of a thin plate again at the bottom of the seating part 320, and heat introduced into the seating part 320 is lower than the seating part 320. It may be discharged to the outside of the cartridge 200 through the thin portion. In this case, heat introduced through the wide contact area of the seating unit 320 and the secondary battery may be discharged to the outside through a narrow discharge path in the center. At this time, as in the above embodiment, when the left end and the right end of the seating portion 320 is configured to have a height lower than that of the center portion of the seating portion 320, the seating portion 320 and the left end to the right end and seating As the distance between the discharge paths located at the center lower portion of the part 320 is narrowed, heat introduced into the seating part 320 may be more easily discharged to the discharge path located at the center part.

또한, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 동일한 수평 거리를 기준으로, 냉각 플레이트(300)의 안착부(320)와 이차 전지의 실링부(S) 하부 사이의 접촉 면적이 더욱 증대되어, 냉각 성능 향상과 배터리 모듈의 소형화 달성에 보다 용이할 수 있다.Further, according to this configuration of the present invention, the contact area between the seating portion 320 of the cooling plate 300 and the lower portion of the sealing portion S of the secondary battery is further increased based on the same horizontal distance, thereby improving cooling performance. It may be easier to achieve miniaturization of the battery module with.

또한 바람직하게는, 상기 안착부(320)는, 좌측과 우측에 각각 상하 방향으로 평평한 면이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 12의 구성을 참조하면, 상기 안착부(320)는, C 부분에 표시된 바와 같이, 좌측면과 우측면이 각각 지면에 수직한 방향으로 평평하게 형성될 수 있다.Also preferably, the seating part 320 may have a flat surface in the vertical direction on the left side and the right side, respectively. For example, referring to the configuration of FIG. 12, the seating part 320 may be formed to be flat in a direction perpendicular to the ground, respectively, as shown in part C. FIG.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 이차 전지의 실링부와 냉각 플레이트(300)의 안착부(320) 사이에서 면접촉이 보다 용이하게 달성될 수 있다. 특히, 이차 전지의 실링부는 적어도 일부분이 지면에 수직한 방향으로 평평하게 구성될 수 있는데, 이러한 부분이 안착부(320)의 측면과 접촉될 수 있다. 이때, 이차 전지의 실링부의 단부는, 좌측 또는 우측 방향으로 폴딩되어, 배터리 모듈의 컴팩트화를 도모할 수 있다.According to this configuration of the present invention, surface contact between the sealing portion of the secondary battery and the seating portion 320 of the cooling plate 300 can be more easily achieved. In particular, at least a portion of the sealing portion of the rechargeable battery may be configured to be flat in a direction perpendicular to the ground, and this portion may be in contact with the side surface of the seating portion 320. At this time, the end portion of the sealing portion of the secondary battery is folded in the left or right direction, so that the battery module can be made compact.

또한 바람직하게는, 상기 냉각 플레이트(300)는, 관통부(330) 및 노출부(340)를 구비할 수 있다.Also preferably, the cooling plate 300 may include a through part 330 and an exposed part 340.

상기 관통부(330)는, 냉각 플레이트(300)에서 카트리지(200)를 관통하는 부분이라 할 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10의 구성을 참조하면, 상기 관통부(330)는, 카트리지(200)의 내측에 위치한 안착부(320)의 하부에서 외부 방향, 즉 하부 방향으로 연장되는 형태로 구성되어, 카트리지(200)를 관통하는 형태로 구성될 수 있다. 이를 위해, 카트리지(200)는 이러한 관통부(330)가 관통될 수 있도록, 도면에서 H로 표시된 바와 같이, 카트리지(200)의 하부에 관통구가 형성될 수 있다. The through part 330 may be referred to as a portion penetrating the cartridge 200 in the cooling plate 300. For example, referring to the configuration of FIGS. 9 and 10, the through part 330 extends outward from the lower part of the seating part 320 located inside the cartridge 200, that is, in a downward direction. It may be configured to penetrate the cartridge 200. To this end, the cartridge 200 may be a through-hole formed in the lower portion of the cartridge 200, as indicated by the H in the figure so that the through portion 330 can be penetrated.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 냉각 플레이트(300)의 관통부(330)가 카트리지(200)의 관통구(H)에 끼움 결합됨으로써, 냉각 플레이트(300)와 카트리지(200) 사이의 결합력이 확보될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the through portion 330 of the cooling plate 300 is fitted into the through hole (H) of the cartridge 200, thereby securing the coupling force between the cooling plate 300 and the cartridge 200. Can be.

특히, 상기 관통부(330)는, 안착부(320)보다 좌우 방향 두께가 얇게 구성될 수 있다. 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 넓은 관통구(H)로 인해 카트리지(200)의 기계적 강성이 약화되는 것을 방지할 수 있다. In particular, the through part 330 may be configured to have a smaller thickness in the lateral direction than the seating part 320. According to this configuration of the present invention, it is possible to prevent the mechanical rigidity of the cartridge 200 from being weakened due to the wide through hole H.

또한, 상기 노출부(340)는, 냉각 플레이트(300)에서 카트리지(200)의 외부로 노출된 부분이라 할 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10의 구성을 참조하면, 상기 노출부(340)는, 관통부(330)의 하부에서 연장되어 카트리지(200)의 하부 단위 프레임(202)의 하부에 위치할 수 있다.In addition, the exposed part 340 may be referred to as a portion exposed from the cooling plate 300 to the outside of the cartridge 200. For example, referring to the configuration of FIGS. 9 and 10, the exposed portion 340 may extend from a lower portion of the penetrating portion 330 and be positioned below the lower unit frame 202 of the cartridge 200. have.

이 경우, 상기 노출부(340)에는 공기나 냉각수와 같은 냉각 유체가 흐르도록 냉각 유로가 접촉 내지 인접하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 중공이 형성되고 중공에 냉각수가 흐르는 냉각 파이프(400)를 포함할 수 있는데, 이 경우 상기 노출부(340)에는 이러한 냉각 파이프(400)가 직접 접촉하도록 구성될 수 있다. 또는, 본 발명에 따른 배터리 모듈은, 상기 노출부(340)에 공기가 직접 접촉되도록 구성될 수 있다.In this case, the exposure part 340 may be provided in contact with or adjacent to the cooling flow path such that a cooling fluid such as air or cooling water flows. For example, the battery module according to the present invention may include a cooling pipe 400 in which a hollow is formed and a cooling water flows in the hollow, and in this case, the exposed portion 340 is in direct contact with the cooling pipe 400. It can be configured to. Alternatively, the battery module according to the present invention may be configured such that air directly contacts the exposed portion 340.

특히, 상기 노출부(340)는, 수평 방향으로 평평하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 9 내지 도 12에 도시된 바를 참조하면, 상기 노출부(340)는, 좌우 방향 및 전후 방향으로 평평하게 형성될 수 있다. 이때, 관통부(330)는 카트리지(200)의 중앙 부분에 위치할 수 있는데, 이 경우 노출부(340)는 관통부(330)의 외측 단부에서 좌우 방향으로 연장된 형태로 평평하게 형성될 수 있다.In particular, the exposed portion 340 may be formed flat in the horizontal direction. For example, referring to FIGS. 7 and 9 to 12, the exposed part 340 may be formed flat in the left and right directions and the front and rear directions. In this case, the through part 330 may be located at the center portion of the cartridge 200. In this case, the exposed part 340 may be formed to be flat in a form extending from the outer end of the through part 330 to the left and right directions. have.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 냉각 플레이트(300)와 냉각 유체의 접촉 면적을 증대시켜 배터리 모듈의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈에 냉각 파이프가 포함된 경우, 냉각 파이프(400)는 평평하게 형성된 노출부(340)에 면접촉되어, 열전달 효율이 향상되도록 할 수 있다.According to this configuration of the present invention, it is possible to increase the contact area of the cooling plate 300 and the cooling fluid to improve the cooling performance of the battery module. For example, when the cooling module is included in the battery module, the cooling pipe 400 may be in surface contact with the exposed portion 340 formed flat, so that the heat transfer efficiency may be improved.

또한, 상기 노출부(340)는, 인접하는 냉각 플레이트(300)의 노출부(340)와 좌우 단부가 상호 접촉된 형태로 구성될 수 있다. In addition, the exposed part 340 may be configured such that the exposed part 340 and the left and right ends of the adjacent cooling plate 300 are in contact with each other.

예를 들어, 도 9 내지 도 11의 구성에서, 상기 노출부(340)는 카트리지(200)의 하부 단위 프레임(202)과 좌우 방향 길이가 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우, 카트리지(200)가 좌우 방향으로 적층되면, 각 카트리지(200)의 노출부(340)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 좌측 단부와 우측 단부가 상호 접촉될 수 있다. 즉, 소정 카트리지(200)에 구비된 냉각 플레이트(300)의 노출부(340)의 좌측 단부는 좌측에 위치한 카트리지(200)의 노출부(340)의 우측 단부와 접촉될 수 있다. 또한, 소정 카트리지(200)에 구비된 냉각 플레이트(300)의 노출부(340)의 우측 단부는 우측에 위치한 카트리지(200)의 노출부(340)의 좌측 단부와 접촉될 수 있다.For example, in the configuration of FIGS. 9 to 11, the exposed portion 340 may have the same length as the lower unit frame 202 of the cartridge 200 in the left and right directions. In this case, when the cartridges 200 are stacked in the left and right directions, the exposed portion 340 of each cartridge 200 may have a left end and a right end in contact with each other, as shown in FIG. 8. That is, the left end of the exposed portion 340 of the cooling plate 300 provided in the predetermined cartridge 200 may contact the right end of the exposed portion 340 of the cartridge 200 located on the left side. In addition, the right end of the exposed portion 340 of the cooling plate 300 provided in the predetermined cartridge 200 may be in contact with the left end of the exposed portion 340 of the cartridge 200 located on the right side.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 카트리지(200) 간 냉각 플레이트(300)가 서로 접촉되므로, 특정 카트리지(200)에 수납된 이차 전지(100)에서 열이 많이 발생하더라도 발생된 열은 해당 카트리지(200)에 장착된 냉각 플레이트(300)뿐 아니라, 다른 카트리지(200)에 장착된 냉각 플레이트(300)로 전달될 수 있다. 그러므로, 특정 이차 전지에서 발생된 열이 해당 이차 전지에 인접한 냉각 플레이트(300)뿐 아니라, 다른 냉각 플레이트(300)로 분산되어 냉각 성능이 보다 향상될 수 있다.According to this configuration of the present invention, since the cooling plates 300 between the cartridges 200 are in contact with each other, even if a lot of heat is generated in the secondary battery 100 accommodated in the particular cartridge 200, the generated heat is the corresponding cartridges 200 In addition to the cooling plate 300 mounted on the), it may be transferred to the cooling plate 300 mounted on the other cartridge 200. Therefore, the heat generated in a particular secondary battery is distributed not only to the cooling plate 300 adjacent to the secondary battery, but also to other cooling plates 300, thereby improving cooling performance.

도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 모듈의 하부 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.13 is a cross-sectional view schematically illustrating a lower configuration of a battery module according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 상기 관통구(H)와 상기 관통부(330)는, 카트리지(200)의 하부 또는 상부에 둘 이상 형성될 수 있다. 예를 들어, 카트리지(200)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 하부 단위 프레임(202)에 2개의 관통구(H)를 구비할 수 있다. 그리고, 냉각 플레이트(300)는, 안착부(320)의 하부에 2개의 관통부(330)를 구비할 수 있다. 이 경우, 2개의 관통부(330)는 각각 서로 다른 관통구(H)에 삽입될 수 있다.Referring to FIG. 13, two or more of the through holes H and the through parts 330 may be formed at the bottom or the top of the cartridge 200. For example, as shown in FIG. 13, the cartridge 200 may include two through holes H in the lower unit frame 202. In addition, the cooling plate 300 may include two through parts 330 under the seating part 320. In this case, the two through parts 330 may be inserted into different through holes H, respectively.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 다수의 관통구(H)를 통해 열이 배출될 수 있으므로, 안착부(320)로 유입된 열이 노출부(340)로 보다 원활하게 전달될 수 있다. 또한, 다수의 관통부(330)와 관통구(H) 사이의 결합을 통해 냉각 플레이트(300)와 카트리지(200) 사이의 결합이 보다 안정적으로 유지될 수 있다. According to this configuration of the present invention, heat can be discharged through the plurality of through holes (H), the heat introduced into the seating portion 320 can be more smoothly transferred to the exposed portion 340. In addition, the coupling between the cooling plate 300 and the cartridge 200 may be more stably maintained through the coupling between the plurality of through portions 330 and the through holes H.

또한 바람직하게는, 상기 안착부(320)는, 하부가 카트리지(200)의 상부에 안착될 수 있다. 예를 들어, 상기 안착부(320)는, 도 9에서 D 부분에 도시된 바와 같이, 하부가 카트리지(200)의 하부 단위 프레임(202)의 상면에 접촉된 상태로 놓일 수 있다. Also preferably, the seating part 320 may have a lower portion mounted on an upper portion of the cartridge 200. For example, as shown in part D of FIG. 9, the seating part 320 may be placed in a state in which a lower portion thereof is in contact with an upper surface of the lower unit frame 202 of the cartridge 200.

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 냉각 플레이트(300)와 카트리지(200) 사이의 결합이 보다 안정적으로 유지될 수 있고, 냉각 플레이트(300)의 중앙 부분이 수평 방향으로 휘는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 안착부(320)는, 도면에 도시된 바와 같이 하단부가 수평 방향으로 평평한 형태로 구성될 수 있으며, 이와 같이 평평하게 형성된 안착부(320)의 하단이 평평하게 형성된 하부 단위 프레임(202)의 상면에 접촉될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the coupling between the cooling plate 300 and the cartridge 200 can be more stably maintained, and it is possible to prevent the central portion of the cooling plate 300 from bending in the horizontal direction. In addition, the seating unit 320 may be configured to have a lower end portion having a flat shape in a horizontal direction as shown in the drawing, and the lower unit frame 202 having the lower end of the seating portion 320 formed flat in this manner is flat. It may be in contact with the upper surface of the.

특히, 상기 카트리지(200)는, 안착부(320)가 안착되는 부분에 상부 방향으로 돌출되는 형태로 돌기(210)가 형성될 수 있다. In particular, the cartridge 200 may be formed with a protrusion 210 protruding upward in a portion where the seating portion 320 is seated.

예를 들어, 도 9 및 도 13에 도시된 바와 같이, 카트리지(200)의 하부 단위 프레임(202)에는, 상부 방향으로 돌기(210)가 형성될 수 있다. 더욱이, 이러한 돌기(210)는 관통구(H)가 형성된 부분에 마련될 수 있다. 이 경우, 냉각 플레이트(300)의 안착부(320)는, 이러한 돌기(210)의 상단에 접촉하여 안착될 수 있으며, 관통부(330)는 돌기(210)의 중앙에 형성된 관통구(H)에 삽입될 수 있다.For example, as illustrated in FIGS. 9 and 13, a protrusion 210 may be formed in an upper direction of the lower unit frame 202 of the cartridge 200. In addition, the protrusion 210 may be provided at a portion where the through hole H is formed. In this case, the seating part 320 of the cooling plate 300 may be seated in contact with the upper end of the protrusion 210, and the through part 330 is a through hole H formed at the center of the protrusion 210. Can be inserted in

본 발명의 이러한 구성에 의하면, 관통구(H)가 형성된 부분에서 카트리지(200)의 기계적 강성이 강화될 수 있다. 즉, 카트리지(200)에서 관통구(H)가 형성된 부분은 다른 부분에 비해 기계적 강도가 약화될 수 있으나, 돌기(210)를 통해 다른 부분보다 두께가 두꺼워짐으로써 이러한 기계적 강도의 약화가 방지될 수 있다.According to this configuration of the present invention, the mechanical rigidity of the cartridge 200 can be enhanced at the portion where the through hole H is formed. That is, the portion in which the through hole H is formed in the cartridge 200 may be weakened in mechanical strength compared to other portions, but the weakening of the mechanical strength may be prevented by becoming thicker than other portions through the protrusion 210. Can be.

한편, 상기 실시예에서는, 이차 전지(100), 카트리지(200) 및 냉각 플레이트(300)에 대하여 하부 구성을 위주로 설명되었으나, 배터리 모듈의 상부는 하부와 대칭되는 형태로 구성될 수 있으므로, 상술한 내용 중 여러 부분이 이차 전지(100), 카트리지(200) 및 냉각 플레이트(300)의 상부 구성에도 적용될 수 있다. On the other hand, in the above embodiment, the secondary battery 100, the cartridge 200 and the cooling plate 300 has been described mainly for the lower configuration, the upper portion of the battery module may be configured in a symmetrical form with the lower, as described above Various parts of the contents may also be applied to the upper configuration of the secondary battery 100, the cartridge 200, and the cooling plate 300.

예를 들어, 카트리지(200)의 관통구(H)나 냉각 플레이트(300)의 관통부(330) 및 노출부(340) 등은 카트리지(200)와 냉각 플레이트(300)의 상부에도 적용될 수 있다. 즉, 카트리지(200)는, 상부 단위 프레임(201)에 하나 이상의 관통구(H)가 형성될 수 있으며, 냉각 플레이트(300)는, 이러한 관통구(H)에 대응하여 상부에 관통부(330)를 구비할 수 있다. 그리고, 냉각 플레이트(300)는 이러한 관통부(330)로부터 연장되어 상부 단위 프레임(201)의 외부로 노출된 노출부(340)를 구비할 수 있다. 이처럼, 냉각 플레이트(300)는, 카트리지(200)의 상부 단위 프레임을 관통하여 상부 단위 프레임(201)의 상부에 노출되는 형태로 구성될 수도 있다.For example, the through hole H of the cartridge 200, the through part 330 and the exposed part 340 of the cooling plate 300 may also be applied to the upper part of the cartridge 200 and the cooling plate 300. . That is, in the cartridge 200, one or more through holes H may be formed in the upper unit frame 201, and the cooling plate 300 corresponds to the through holes 330 in the upper portion corresponding to the through holes H. ) May be provided. In addition, the cooling plate 300 may include an exposed part 340 extending from the through part 330 and exposed to the outside of the upper unit frame 201. As such, the cooling plate 300 may be configured to penetrate the upper unit frame of the cartridge 200 and be exposed to the upper portion of the upper unit frame 201.

또한, 상기 냉각 플레이트(300)는, 하부에 구비된 안착부(320)에 대응되는 형태로, 상부에 접촉부를 더 구비할 수 있다.In addition, the cooling plate 300 may further include a contact portion at an upper portion in a form corresponding to the seating portion 320 provided at a lower portion thereof.

상기 접촉부는, 냉각 플레이트(300)의 본체(310)에서, 좌우 방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 접촉부의 하부에는 이차 전지(100)의 상부가 접촉될 수 있다. 특히, 상기 접촉부의 하부에는, 이차 전지의 수납부 상부가 접촉될 수 있다. 그리고, 상기 접촉부의 측부에는 이차 전지의 상부 실링부가 접촉될 수 있다.The contact part may be formed to protrude in a left and right direction from the main body 310 of the cooling plate 300. In addition, an upper portion of the secondary battery 100 may contact the lower portion of the contact portion. In particular, the upper part of the accommodating part of the secondary battery may contact the lower part of the contact part. The upper sealing part of the secondary battery may be in contact with the side part of the contact part.

더욱이, 이차 전지(100)의 상부 형태는 하부 형태와 상하 대칭되는 형태로 형성될 수 있으므로, 상기 접촉부는, 안착부(320)의 형태와 상하 대칭되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 접촉부는, 좌우 방향으로 갈수록 각각 낮아지는 방향으로 소정 각도 기울어진 형태의 경사면이 하부에 형성될 수 있다. 또한, 상기 접촉부는, 좌측과 우측에 각각 상하 방향으로 평평한 면이 형성될 수 있다.Furthermore, since the upper shape of the secondary battery 100 may be formed to be symmetrical with the lower shape, the contact portion may be formed to be symmetric with the shape of the seating part 320. For example, the contact portion may have an inclined surface inclined at a predetermined angle in a lower direction toward the left and right directions, respectively. In addition, the contact portion, the left and right sides may be formed with a flat surface in the vertical direction, respectively.

한편, 본 발명에 따른 배터리 모듈에 있어서 카트리지는 냉각 플레이트가 삽입된 상태에서 사출 성형되는, 인서트 사출 방식으로 제조될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이러한 제조 방식으로 제한되는 것은 아니며, 다른 다양한 방식으로 냉각 플레이트와 카트리지가 제조될 수 있다.Meanwhile, in the battery module according to the present invention, the cartridge may be manufactured by insert injection molding, which is injection molded while the cooling plate is inserted. However, the present invention is not necessarily limited to this manufacturing method, and the cooling plate and the cartridge may be manufactured in various other ways.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배터리 팩은, 이러한 배터리 모듈 이외에, 이러한 배터리 모듈을 수납하기 위한 팩 케이스, 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS(Battery Management System), 전류 센서, 퓨즈 등을 더 포함할 수 있다.The battery pack according to the present invention may include one or more battery modules according to the present invention. In addition, the battery pack according to the present invention, in addition to such a battery module, a pack case for accommodating such a battery module, various devices for controlling the charge and discharge of the battery module, such as BMS (Battery Management System), current sensor, fuse, etc. It may further include.

본 발명에 따른 배터리 모듈은, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차는, 본 발명에 따른 배터리 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 전기 자동차와 같이 배터리로부터 구동력을 얻는 자동차의 경우, 배터리 모듈의 냉각 성능은 매우 중요하다. 따라서, 이러한 자동차에 본 발명에 따른 배터리 모듈이 적용되는 경우, 효과적인 냉각 성능으로 안정적이고 안전한 배터리 모듈이 제공될 수 있다.The battery module according to the present invention can be applied to an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. That is, the vehicle according to the present invention may include a battery module according to the present invention. In particular, in a vehicle that obtains driving power from a battery such as an electric vehicle, the cooling performance of the battery module is very important. Therefore, when the battery module according to the present invention is applied to such a vehicle, a stable and safe battery module can be provided with effective cooling performance.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.In the present specification, terms indicating directions such as up, down, left, right, before, and after have been used, but these terms are merely for convenience of description and may vary depending on the location of an object or an observer's location. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be made.

100: 이차 전지
I: 수납부, S: 실링부
110: 전극 조립체, 120: 파우치 외장재, 130: 전극 리드
200: 카트리지
201: 상부 단위 프레임, 202: 하부 단위 프레임, 203: 전방 단위 프레임, 204: 후방 단위 프레임
210: 돌기, H: 관통구
300: 냉각 플레이트
310: 본체, 320: 안착부, 330: 관통부, 340: 노출부
400: 냉각 파이프100: secondary battery
I: storage part, S: sealing part
110: electrode assembly, 120: pouch packaging material, 130: electrode lead
200: cartridge
201: upper unit frame, 202: lower unit frame, 203: front unit frame, 204: rear unit frame
210: protrusion, H: through hole
300: cooling plate
310: main body, 320: seating part, 330: through part, 340: exposed part
400: cooling pipe

Claims

A plurality of secondary batteries arranged side by side in a vertical direction in a vertical direction, and including an accommodating part for accommodating the electrode and the separator and an electrolyte and a sealing part in which the pouch exterior material is fused; And
Consists of a plate-shaped thermally conductive material, the main body facing the side of the receiving portion of the secondary battery disposed on the left side and the right side interposed between two secondary batteries in a vertically erected form, and a vertically erected body. The cooling plate is formed in the form of protruding in the left and right directions in each of the cooling plate having a seating portion for mounting both the lower portion of the accommodating portion of the secondary battery disposed on the left side and the lower portion of the accommodating portion of the secondary battery disposed on the right side
Battery module comprising a.

delete

The method of claim 1,
The battery module, characterized in that the sealing portion in contact with the side of the seating portion.

The method of claim 1,
The cooling plate is formed in a shape protruding in the left and right direction, the battery module, characterized in that it further comprises a contact portion that the upper portion of the secondary battery contacts.

A battery pack comprising the battery module according to any one of claims 1, 3 and 4.

An automobile comprising the battery module according to any one of claims 1, 3 and 4.